Research and FEM analysis of the injection pump shaft for diesel engines

• Autorzy: Bałon Paweł , Kochman Adam , Rejman Edward , Kiełbasa Bartłomiej , Smusz Robert , Burek Adam , Szostak Janusz , Kowalski Łukasz , Świątoniowski Andrzej

Identyfikatory

DOI

10.17814/mechanik.2019.11.94

Warianty tytułu

PL

Badania i analiza MES wału rozdzielaczowej pompy wtryskowej do silników wysokoprężnych

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metodykę projektowania wału napędowego pompy wtryskowej do silników wysokoprężnych o liczbie cylindrów 2, 3, 4 i 6 oraz mocy od 7,5 do 57 kW na cylinder, z wykorzystaniem metody elementów skończonych (MES) i badań eksperymentalnych. Pompa jest oryginalnym rozwiązaniem autorów. Wał jest podstawową częścią pompy o złożonej strukturze. Do oceny stanu naprężenia w wale zastosowano metodę analityczną MES oraz przeprowadzono badania eksperymentalne, poddając wał skręcaniu momentem obliczeniowym wynikającym z przenoszonej mocy. Badania eksperymentalne potwierdziły wyniki obliczeń numerycznych i poprawność przyjętego rozwiązania. Aby ocenić maksymalną nośność wału, przeprowadzono badania niszczące, obciążając wał rosnącym momentem skręcającym do wystąpienia widocznych odkształceń plastycznych. Taki stan pojawił się przy momencie dwukrotnie większym w stosunku do maksymalnego momentu przewidywanego w eksploatacji.

EN

The paper presents the methodology for designing the drive shaft of the injection pump for diesel engines with cylinder numbers of 2, 3, 4, 6 and power from 2,5 kW to 52 kW per cylinder using the finite element method (FEM) and experimental research. The pump is the original solution of the authors. The shaft is the basic part of the pump with a complex structure. In order to assess the state of stress in the shaft, the analytical FEM was used and experimental tests were carried out, subjecting the shaft to twisting with the design torque resulting from the transferred power. Experimental research confirmed the results of numerical calculations and the correctness of the adopted solution. In order to evaluate the maximum load capacity of the shaft, destructive tests were carried out, charging it with increasing torque until visible plastic deformations occurred. This condition occurred at a time twice as high as the maximum anticipated moment in operation.

Słowa kluczowe

PL

wał; pompa wtryskowa; silnik wysokoprężny; MES

EN

shaft; injection pump; diesel engine; FEM

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Mechanik
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 92, nr 11
• Strony: 714--716
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tabl.

Twórcy

autor

Bałon Paweł

• Zakład Produkcyjno-Usługowy Mirosław Pogoda, Mielec, Polska
• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Kraków, Polska

autor

Kochman Adam

• Zakład Produkcyjno-Usługowy Mirosław Pogoda, Mielec, Polska

autor

Rejman Edward

• Zakład Produkcyjno-Usługowy Mirosław Pogoda, Mielec, Polska

autor

Kiełbasa Bartłomiej

• Zakład Produkcyjno-Usługowy Mirosław Pogoda, Mielec, Polska

autor

Smusz Robert

• Zakład Produkcyjno-Usługowy Mirosław Pogoda, Mielec, Polska

autor

Burek Adam

• Zakład Produkcyjno-Usługowy Mirosław Pogoda, Mielec, Polska

autor

Szostak Janusz

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Kraków, Polska

autor

Kowalski Łukasz

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Kraków, Polska

autor

Świątoniowski Andrzej

• Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Stanisława Pigonia w Krośnie, Krosno, Polska

Bibliografia

• [1] Kocańda S. „Zmęczeniowe pękanie metali”. Warszawa: WNT, 1985.
• [2] Kocańda S., Szala J. „Podstawy obliczeń zmęczeniowych”. Warszawa: PWN, 1985.
• [3] Lisowski F. „Modelowanie MES struktur o karbach szeregowych”. Czasopismo Techniczne. 7 (2011): 341–348.
• [4] Peterson R.E. “Stress conventraction factors”. New York: Willey, 1974.
• [5] Pilkey W.D., Pilkey D.F. “Petersons’s stress concentration factors”. John Willey & Sons, Inc., 2008.
• [6] Serensen S.V., Kogaev V.P., Snejderovic R.M. „Nesuscaja sposobnost i razcety detalej masin na procnost ”. Moskva: Masinostroenie, 1975.
• [7] Wilson W.K. “Stress intensity factors for deep cracks in bending and compact tension specimens”. Engineering Fracture Mechanics. 2 (1970).
• [8] Praca zbiorowa. „Układy wtryskowe Unit Injector System i Unit Pump System”. Warszawa: WNT, 2011.
• [9] Kasedorf J. „Zasilanie wtryskowe olejem napędowym”. Warszawa: Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, 1990.